Детерминированный анализ металлических каркасов
Введение
Основные этапы развития моделей нелинейных систем
Методы решения уравнений движения
Моделирование нелинейной работы элементов конструкций
Методы определения напряжений и деформаций упругопластического тела
Основные направления исследований нелинейных систем
Вывод уравнений движения для нелинейной системы
Формирование матрицы масс
Формирование матрицы коэффициентов затухания
Задание динамической нагрузки
Формирование расчетных динамических моделей
Сокращение несущественных степеней свободы
Сокращение поступательных степеней свободы
Моделирование грунтового основания
Расчетные модели сейсмоизолированных систем
Расчетная модель составного металлического стержня
Основные положения теории пластичности
Функция упрочнения
Определение жесткостных характеристик
Определение модуля упругости замещающей системы
Критерии разрушения
Общая схема решения
Наборы элементов
Используемые алгоритмы
Жесткость элемента в упругой линейной постановке
Построение матриц жесткости стержня в упругой стадии работы
Учет геометрической нелинейности
Алгоритм расчета стержневой системы на статические нагрузки
Алгоритм детерминированного динамического анализа
Определение оптимального количества конечных элементов
Верификация программы в упругой стадии
Верификация блока определения усилий и перемещений
Верификация блока динамики
Исследования трубчатых образцов
Балка-стенка в условиях чистого изгиба
Экспериментальные исследования фрагментов стальной рамы
Сравнение с методикой А. В. Геммерлинга
Двухмассовая система виброизолированного объекта
Соударение двух зданий
Расчет двухярусной стальной рамы на сейсмические нагрузки
Исследование стальной рамы на воздействие одиночного импульса
Девятиэтажное панельное здание
Исследование стальной рамы на одиночный импульс
Реакция каркаса под вибростол в переходном режиме
Исследование влияния продольного изгиба стоек
Двухмассовая система
Десятиэтажное рамно-связевое здание
Исследование системы железобетонный каркас
Здание с гибким нижним этажом
Жесткое здание с гибкими этажами
Пространственный стальной каркас3
Численное исследование элементов сейсмоизоляции
Сейсмоизоляция с сухим трением
Сейсмоизоляция с демпферами вязкого трения
Заключение

Детерминированный анализ металлических каркасов

Основные этапы развития моделей нелинейных систем

В детерминированном анализе динамическая реакция системы определяется в каждый момент времени. Процесс воздействия разбивается на малые дискретные временные интервалы (шаги) и на каждом интервале определяются динамические характеристики. Наиболее трудно при таком расчете определить жесткостные характеристики сооружения. Эти характеристики в значительной степени зависят от степени детализации расчетных динамических схем (или моделей — РДМ). При этом расчетные динамические модели могут существенно отличаться от соответствующих расчетных статических моделей (РСМ) по степени детализации.

Можно выделить три этапа развития динамических моделей неупругих систем для исследования строительных конструкций на динамические (в основном сейсмические) воздействия вне зависимости от применяемых материалов и конкретных конструктивных решений.

1. Модели в виде дискретной консольной системы (или модели первого поколения). Возникновение этой модели обусловлено необходимостью исследования сейсмостойкости зданий массовой застройки (в основном панельных), с одной стороны, и возможностями ЭВМ 70-х гг. — с другой. Неупругие свойства конструкции описываются обобщенными диаграммами, отражающими интегральные характеристики отдельных уровней сооружения. Обобщенные диаграммы, как правило, получены из натурных испытаний объектов строительства. Простота модели позволяет исследовать различные методы интегрирования уравнений движения, различные модели затухания, воздействия и т. д. В настоящее время эта модель применяется для проверки математических методов, а также для исследования взаимодействия основание — фундамент и элементов сейсмоизо-ляции.

2. Расчетные модели второго поколения, в которых прослеживаются свойства каждого конструктивного элемента. В этих моделях используются диаграммы деформирования отдельных элементов и узлов здания, полученные в результате экспериментальных исследований отдельных конструктивных элементов. Точность оценок по сравнению с первой моделью выше, а область применения шире. Применяются в основном для исследования рамных и рамно-связевых железобетонных каркасов, узловых соединений. Расчетные схемы принимаются в виде плоских рамных и рамно-связевых каркасов. Использование пространственных расчетных схем ограничивается сложностью диаграмм деформирования пространственных элементов.

3. Модели третьего поколения позволяют определить напряженно-деформированное состояние в характерных сечениях каждого элемента конструкции с использованием одноосных диаграммам деформирования материала. Матрица жесткости элемента формируется по-луаналитически на основании жесткостей характерных сечений. Модели используются для анализа динамической реакции железобетонных и стальных плоских и пространственных каркасных систем.

Развитие моделей происходит по схеме «группа элементов — элемент — сечение». И хотя применение этих моделей дает неплохие результаты, современный уровень развития вычислительной техники позволяет сделать следующий шаг — определение напряженно-деформированного состояния в любых точках элемента. Развитие метода конечных элементов и появление быстродействующих компьютеров позволяет осуществить этот этап.



 
Яндекс.Метрика